本发明专利技术公开了一种多功能锌基有机无机杂化材料、其制备方法与应用。所述多功能锌基有机无机杂化材料具有下述化学式：[Zn2(bpydb)(atz)2](DMA)8，其中bpydb为联吡啶二甲酸阴离子配体，atz为3‑氨基‑1,2,4‑三氮唑阴离子，DMA为N，N‑二甲基乙酰胺，所述多功能锌基有机无机杂化材料结晶于三方晶系(trigonal)，空间群为P3121，晶胞参数为本发明专利技术多功能锌基有机无机杂化材料具有较高的BET比表面积与孔隙率，并且具有较好的耐高温性能，其制备工艺简单，原料廉价易得，反应条件温和，易于大批量制备。本发明专利技术的多功能锌基有机无机杂化材料在C2H2储存、选择性分离及苦味酸荧光识别方面有良好应用价值，可广泛应用于工业化气体储存与液相中苦味酸污染物的识别。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶态材料的制备，特别涉及一种多功能锌基有机无机杂化材料及其制备方法与应用。
技术介绍
作为一类先进的多孔晶态材料，金属有机框架在过去的几十年里表现出了迅速发展，并在能源气体的储存与环境污染物的识别领域表现出了许多潜在的可应用价值。一般而言，金属有机框架是由金属节点与有机配体组成的。相比较于金属节点，有机配体更具有选择性与可设计性。科学家们可以利用有机合成的方法设计出各种含有不同配原子与极性官能团的有机配体来构筑金属有机框架材料，然而该方法通常需要较长的合成路线以及昂贵的合成试剂，对材料的成本控制十分不利。另一方面，采用混合配体策略来构筑金属有机框架材料被证明是一种廉价的向材料中引入活性基团与调控框架结构的优良方法。人们可以选择含有羧基类配体与氮唑类配体一同来构筑混合配体的金属有机框架材料，一般也会得到不错的效果。但是在使用混合配体构筑的金属有机框架中，框架的穿插一直以来是困扰着研究人员的难题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种多功能锌基有机无机杂化材料、其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种多功能锌基有机无机杂化材料，其具有下述化学式：[Zn2(bpydb)(atz)2](DMA)8，其中bpydb为联吡啶二甲酸阴离子配体，atz为3-氨基-1,2,4-三氮唑阴离子，DMA为N，N-二甲基乙酰胺，bpydb的结构简式如下：所述多功能锌基有机无机杂化材料结晶于三方晶系(trigonal)，空间群为P3121，晶胞参数为以及，所述多功能锌基有机无机杂化材料的主要红外吸收峰为：3365br，3165w，1680s，1622s，1615s，1362s，1242m，1081m，822m，819s，763s。进一步的，所述多功能锌基有机无机杂化材料具有由三氮唑连接金属锌形成的一维螺旋次级构筑单元(SBUs)链，所述单元链中的锌离子存在两种不同的配位构型，在其中的一种配位构型中，由一个五配位的锌离子(Zn2)与其对称操作五配位的Zn原子以及两个三氮唑基团组成双核金属单元，而在另一种配位构型中，由另一个五配位的锌离子(Zn1)与其对称操作五配位的Zn原子沿着晶体c方向延伸形成一维螺旋次级构筑单元链，所述次级构筑单元链通过联吡啶苯甲酸配体在三维方向相互连接组成具有一维双孔型孔道的所述多功能锌基有机无机杂化材料。本专利技术实施例还提供了所述多功能锌基有机无机杂化材料的制备方法，其包括：将摩尔比为4:1:5～4:1:10的锌盐、联吡啶苯甲酸配体和3-氨基-1,2,4-三氮唑在溶剂中充分混合，之后在温度为120～130℃条件下固化处理48～72h，获得黄色块状晶体，即为所述的多功能锌基有机无机杂化材料。其中，所述锌盐包括六水硝酸锌，但不限于此。其中，所述溶剂包括DMA，但不限于此。在一些较为具体的实施方案中，所述制备方法包括：将锌盐、联吡啶苯甲酸配体与3-氨基-1,2,4-三氮唑混合均匀得到混合物，再加入到溶剂中，其中所述混合物与溶剂的用量比为310mg:3mL～310mg:6mL，常温搅拌30～40min，充分混合后，再进行固化处理。在一些较为具体的实施案例中，所述的制备方法包括：将六水硝酸锌、联吡啶苯甲酸与氨基三氮唑混合匀得到混合物，然后加入到DMA中，常温搅拌30min，得到混合液；120℃下烘制72h，然后将固体分离；用DMA将上述固体洗涤3-5次，即可得到黄色块状杂化晶体材料。本专利技术实施例还提供了所述多功能锌基有机无机杂化材料于储存C2H2、选择性分离C2H2或识别苦味酸中的应用。进一步的，本专利技术实施例还提供了所述多功能锌基有机无机杂化材料于制备C2H2储存材料或苦味酸识别材料中的用途。进一步的，本专利技术实施例还提供了C2H2储存材料，其由所述的多功能锌基有机无机杂化材料制成。本专利技术实施例还提供了一种C2H2储存材料或C2H2选择性吸附材料的制备方法，其包括：将所述多功能锌基有机无机杂化材料以二氯甲烷浸泡60～72小时，之后在真空环境中于30～40℃加热24～36h。在一些较为具体的实施案例中，所述C2H2选择性吸附材料的制备方法包括：将所述多功能锌基有机无机杂化材料用二氯甲烷浸泡72小时以交换其孔道中的高沸点DMA分子，取将交换后的所述多功能锌基有机无机杂化材料在30℃下、真空度1m bar下加热24h以除去其孔道中的二氯分子，填装到存放C2H2吸附剂的装置中备用即可。本专利技术实施例还提供了一种苦味酸识别材料，其由所述多功能锌基有机无机杂化材料制成。本专利技术实施例还提供了一种苦味酸识别方法，其包括：将所述多功能锌基有机无机杂化材料分散到DMA溶剂中，再加入可能含苦味酸的待分析液体，然后进行荧光测试。进一步的，所述的苦味酸识别方法包括：将所述的多功能锌基有机无机杂化材料充分研磨后，再均匀分散(例如可借助超声分散方式)到DMA溶剂中。与现有技术相比，本专利技术的优点包括：(1)本专利技术提供的多功能锌基有机无机杂化材料具有较高的BET比表面积与孔隙率，并且具有较好的耐高温性能及热稳定性，并且在客体分子脱除后仍然可以保持原始的框架结构；(2)本专利技术提供的多功能锌基有机无机杂化材料的制备工艺合成原料廉价易得，反应条件温和，易于大批量制备；(3)本专利技术提供的多功能锌基有机无机杂化材料在273K时对C2H2的吸附量能达到215cm3g-1，而CH4的吸附量只有25cm3g-1，因此在乙炔的储存领域有良好的潜在应用价值；并且对苦味酸表现出了优异的选择性荧光识别作用，可应用于工业化气体储存与液相中苦味酸污染物的识别。附图说明图1是本专利技术实施例1所获[Zn2(bpydb)(atz)2](DMA)8的单晶衍射结构图；图2是本专利技术实施例1所获[Zn2(bpydb)(atz)2](DMA)8的双孔结构示意图；图3是本专利技术实施例1所获[Zn2(bpydb)(atz)2](DMA)8的BET测试图；图4是本专利技术实施例1所获[Zn2(bpydb)(atz)2](DMA)8的气体吸附曲线图；图5是本专利技术实施例1所获[Zn2(bpydb)(atz)2](DMA)8的荧光测试图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，下列实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。实施例1：多功能锌基有机无机杂化材料的制备将120mg六水硝酸锌、40mg联吡啶苯甲酸与150mg氨基三氮唑配体烧杯内混合均匀得到混合物，然后加入4mLDMA，常温搅拌30min，得到混合液；将上述混合液转入到10mL带有螺旋塞子的小瓶在120℃下烘制48h，降至室温后过滤、分离后得到产物；用DMA将上述固体洗涤3次，即可得到黄色条状杂化材料晶体，基于有机配体计算产率为75％。主要的红外吸收峰为：3365br，3165w，1680s，1622s，1615s，1362s，1242m，1081m，822m，819s，763s。实施例2：多功能锌基有机无机杂化材料的制备将120mg六水硝酸锌、40mg联吡啶苯甲酸与80mg氨基三氮唑配体烧杯内混合均匀得到混合本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多功能锌基有机无机杂化材料，其特征在于它具有下述化学式：[Zn2(bpydb)(atz)2](DMA)8，其中bpydb为联吡啶二甲酸阴离子配体，atz为3‑氨基‑1,2,4‑三氮唑阴离子，DMA为N，N‑二甲基乙酰胺，bpydb的结构简式如下：所述多功能锌基有机无机杂化材料结晶于三方晶系(trigonal)，空间群为P3121，晶胞参数为以及，所述多功能锌基有机无机杂化材料的主要红外吸收峰为：3365br，3165w，1680s，1622s，1615s，1362s，1242m，1081m，822m，819s，763s。
【技术特征摘要】
1.一种多功能锌基有机无机杂化材料，其特征在于它具有下述化学式：[Zn2(bpydb)(atz)2](DMA)8，其中bpydb为联吡啶二甲酸阴离子配体，atz为3-氨基-1,2,4-三氮唑阴离子，DMA为N，N-二甲基乙酰胺，bpydb的结构简式如下：所述多功能锌基有机无机杂化材料结晶于三方晶系(trigonal)，空间群为P3121，晶胞参数为以及，所述多功能锌基有机无机杂化材料的主要红外吸收峰为：3365br，3165w，1680s，1622s，1615s，1362s，1242m，1081m，822m，819s，763s。2.根据权利要求1所述的多功能锌基有机无机杂化材料，其特征在于：所述多功能锌基有机无机杂化材料具有由三氮唑连接金属锌形成的一维螺旋次级构筑单元链，所述单元链中的锌离子存在两种不同的配位构型，在其中的一种配位构型中，由一个五配位的锌离子与其对称操作五配位的Zn原子以及两个三氮唑基团组成双核金属单元，而在另一种配位构型中，由另一个五配位的锌离子与其对称操作五配位的Zn原子沿着晶体c方向延伸形成一维螺旋次级构筑单元链，所述次级构筑单元链通过联吡啶苯甲酸配体在三维方向相互连接组成具有一维双孔型孔道的所述多功能锌基有机无机杂化材料。3.如权利要求1或2所述的多功能锌基有机无机杂化材料的制备方法，其特征在于包括：将摩尔比为4:1:5～4:1:10的锌盐、联吡啶苯甲酸配体和3-氨基-1,2,4-三氮唑在...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜淼，刘春森，陈迪明，田稼越，
申请(专利权)人：郑州轻工业学院，
类型：发明
国别省市：河南;41
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